D19 – Valorisation des balles de riz pour la fabrication des bétons drainant géopolymères

KOERA Rasoloniaina Antoine / Université d’Antananarivo / Ecole Doctorale Ingénierie et géosciences (INGE)  

Voir le poster correspondant à l’article

Les balles de riz sont des déchets de production ; Madagascar enregistre environ 800 Mille tonnes chaque année. Calcinées à une température voisine de 600 °C, elles produisent des cendres siliceuses. Le métakaolin, produit de calcination de kaolin à environ 700 °C, sera mélangé avec les cendres de balles de riz pour former un mélange d’aluminosilicate. Il sera activé avec de la solution de soude (concentration de soude 12M) pour obtenir le liant géopolymère.

 On a utilisé 5 formulations pour la fabrication de notre liant :

·         Formulation 1 (béton témoin) : liant fabriqué à partir du ciment (mélangé avec de l’eau) ;

·         Formulation 2 : liant géopolymère à 100% de métakaolin

·         Formulation 3 : liant géopolymère à 80% de métakaolin et 20% de cendres de balles de riz

·         Formulation 4 : liant géopolymère à 70% de métakaolin et 30% de cendres de balles de riz

·         Formulation 5 : liant géopolymère à 50% de métakaolin et 50% de cendres de balles de riz

Pendant la fabrication du béton, le granulat 4/8 a été choisi. Pour avoir un béton drainant, la quantité du liant utilisé sera proportionnelle au pourcentage des vides visé, représenté par le ratio du volume des pâtes et du volume des vides granulaires.

Les éprouvettes ont été confectionnées dans une moule prismatique 4x4x16, et séchées à température de laboratoire pendant 28 jours  avant d’effectuer les essais mécaniques et le test de perméabilité.        

Les tests de flexion et de compression ont été conduits pour connaitre le comportement mécanique de notre matériau :

·         Formulation 1 : Rc = 6.03 MPa, Rf = 1.21 MPa ;

·         Formulation 2 : Rc = 3.97 MPa et Rf = 0.77 MPa ;

·         Formulation 3 : Rc = 7.03 MPa et Rf = 1.28 MPa ;

·         Formulation 4 : Rc = 7.17 MPa et Rf = 1.17 MPa ;

·         Formulation 5 : Rc = 11.21 MPa et Rf = 1.93 MPa.

Après le test de la perméabilité, tous nos échantillons ont été jugés drainants, car les coefficients de perméabilité sont compris entre l’état des sables et du gravier (2.61 10-4 à 3.29 10-4 m/s).

Notre béton a une propriété mécanique et drainante intéressante (formulation 5). Il est préférable de l’utiliser pour les chaussées et les lots de parking. Cela diminuerait les ilots et la quantité d’eau stagnante pendant la saison pluvieuse.

Les balles de riz sont des déchets de production ; Madagascar enregistre environ 800 Mille tonnes chaque année. Calcinées à une température voisine de 600 °C, elles produisent des cendres siliceuses. Le métakaolin, produit de calcination de kaolin à environ 700 °C, sera mélangé avec les cendres de balles de riz pour former un mélange d’aluminosilicate. Il sera activé avec de la solution de soude (concentration de soude 12M) pour obtenir le liant géopolymère.

 On a utilisé 5 formulations pour la fabrication de notre liant :

·         Formulation 1 (béton témoin) : liant fabriqué à partir du ciment (mélangé avec de l’eau) ;

·         Formulation 2 : liant géopolymère à 100% de métakaolin

·         Formulation 3 : liant géopolymère à 80% de métakaolin et 20% de cendres de balles de riz

·         Formulation 4 : liant géopolymère à 70% de métakaolin et 30% de cendres de balles de riz

·         Formulation 5 : liant géopolymère à 50% de métakaolin et 50% de cendres de balles de riz

Pendant la fabrication du béton, le granulat 4/8 a été choisi. Pour avoir un béton drainant, la quantité du liant utilisé sera proportionnelle au pourcentage des vides visé, représenté par le ratio du volume des pâtes et du volume des vides granulaires.

Les éprouvettes ont été confectionnées dans une moule prismatique 4x4x16, et séchées à température de laboratoire pendant 28 jours  avant d’effectuer les essais mécaniques et le test de perméabilité.        

Les tests de flexion et de compression ont été conduits pour connaitre le comportement mécanique de notre matériau :

·         Formulation 1 : Rc = 6.03 MPa, Rf = 1.21 MPa ;

·         Formulation 2 : Rc = 3.97 MPa et Rf = 0.77 MPa ;

·         Formulation 3 : Rc = 7.03 MPa et Rf = 1.28 MPa ;

·         Formulation 4 : Rc = 7.17 MPa et Rf = 1.17 MPa ;

·         Formulation 5 : Rc = 11.21 MPa et Rf = 1.93 MPa.

Après le test de la perméabilité, tous nos échantillons ont été jugés drainants, car les coefficients de perméabilité sont compris entre l’état des sables et du gravier (2.61 10-4 à 3.29 10-4 m/s).

Notre béton a une propriété mécanique et drainante intéressante (formulation 5). Il est préférable de l’utiliser pour les chaussées et les lots de parking. Cela diminuerait les ilots et la quantité d’eau stagnante pendant la saison pluvieuse.